JP6702841B2

JP6702841B2 - Double suction pump

Info

Publication number: JP6702841B2
Application number: JP2016196982A
Authority: JP
Inventors: 早川　悟; 悟早川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2036-10-05
Also published as: JP2018059441A

Description

本発明は、羽根車の羽根入口部におけるキャビテーションの発生を抑制または防止する機能を具備した両吸込ポンプに関するものである。 The present invention relates to a double suction pump having a function of suppressing or preventing the occurrence of cavitation at a blade inlet of an impeller.

両吸込ポンプの主要部は、輸送される液体の配管系につながるケーシングと、ケーシング内に配置された両吸込羽根車と、羽根車を回転駆動する主軸とから構成される。モータ等の駆動機によって主軸および羽根車が回転駆動されると、液体はケーシングの吸込口から吸い込まれ、両吸込羽根車の両側にある吸込口からそれぞれ羽根入口部に流入し、羽根車の遠心力により複数の羽根間の流路を内側から外側に向かって流れ、ケーシングの吐出口から吐出される。 The main part of the double suction pump is composed of a casing connected to the piping system of the liquid to be transported, a double suction impeller arranged in the casing, and a main shaft for rotationally driving the impeller. When the main shaft and the impeller are driven to rotate by a driving machine such as a motor, the liquid is sucked from the suction ports of the casing, flows into the impeller inlets from the suction ports on both sides of both suction impellers, and centrifugally separates the impeller. The force causes a flow between the plurality of blades to flow from the inner side to the outer side and is discharged from the discharge port of the casing.

両吸込ポンプは、高速で回転する羽根車によって液体にエネルギーを与え、液体の圧力を上げて押し出す機械と云えるが、ある部分では液体の圧力を下げる機械でもある。河川等の水をポンプで吸い込む際に、ポンプの入口部の圧力が河川等の中の取水口の静圧より低くなければ、そもそも水を吸い込むことはできない。そして、水がポンプ本体に吸い込まれた後に、羽根車の作用で水の圧力が高まる。このポンプ入口部近傍の圧力が低下する箇所で静圧が飽和蒸気圧まで低下すると、キャビテーションが発生する。 The double suction pump can be said to be a machine that gives energy to the liquid by the impeller rotating at a high speed to increase the pressure of the liquid and push it out, but it is also a machine that lowers the pressure of the liquid in some parts. When pumping water from a river or the like, unless the pressure at the inlet of the pump is lower than the static pressure at the intake port in the river, the water cannot be sucked in the first place. Then, after the water is sucked into the pump body, the pressure of the water increases due to the action of the impeller. Cavitation occurs when the static pressure decreases to the saturated vapor pressure at the point where the pressure near the pump inlet decreases.

岡村共由、“ポンプのキャビテーション（損傷を中心として）”［online］、平成１８年１１月２２日、ターボ機械協会第７２回セミナー、［平成２８年７月１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://kamome.lib.ynu.ac.jp/dspace/bitstream/10131/3946/1/okamura-01.pdf＞Kyokazu Okamura, “Cavitation of Pumps (Mainly Damage)” [online], November 22, 2006, 72nd Seminar of Turbomachinery Association, [Search on July 1, 2016], Internet <URL: http://kamome.lib.ynu.ac.jp/dspace/bitstream/10131/3946/1/okamura-01.pdf>

このように、ポンプにおける代表的なキャビテーションは、ポンプ入口部、すなわち、羽根車の羽根入口部において、液体が羽根車に入るときに圧力が低下することによって液体の飽和蒸気圧以下となり、蒸発現象によりキャビティ（気泡）を発生することにより生じるものである。発生したキャビティ（気泡）は、成長し、そして圧力の回復に伴ってつぶれるが、このキャビティ（気泡）がつぶれる際に羽根車やケーシングの壁面に損傷を与える。この現象はキャビテーションエロージョン（キャビテーション壊食）と呼ばれ、ポンプの大型化、高速化を阻む大きな原因となってきた。 As described above, a typical cavitation in a pump is a saturated vapor pressure of the liquid or less due to a decrease in pressure when the liquid enters the impeller at the pump inlet portion, that is, the blade inlet portion of the impeller. Are generated by the generation of cavities (air bubbles). The generated cavities (air bubbles) grow and collapse as the pressure recovers, but when the cavities (air bubbles) collapse, they damage the impeller and the wall surface of the casing. This phenomenon is called cavitation erosion (cavitation erosion) and has been a major cause of hindering the size and speed of pumps.

両吸込ポンプは、羽根車が左右対称に配置された両吸込羽根車を備え、各羽根車における羽根の表裏は、圧力が上昇する圧力面と、圧力が低下する負圧面に区別されるが、各羽根車でキャビテーションが発生しやすい面は圧力が低下する負圧面（羽根裏側）である。したがって、キャビテーションが発生しやすい箇所は、最も液体の圧力が低下しやすい箇所の一つである羽根車の羽根入口部の負圧面（羽根裏側）であると云える。 The double suction pump includes double suction impellers in which the impellers are symmetrically arranged, and the front and back surfaces of the blades in each impeller are classified into a pressure surface where the pressure increases and a negative pressure surface where the pressure decreases. The surface of each impeller where cavitation is likely to occur is the negative pressure surface (on the back side of the blade) where the pressure drops. Therefore, it can be said that the location where cavitation is likely to occur is the negative pressure surface (back side of the blade) of the blade inlet of the impeller, which is one of the locations where the liquid pressure is most likely to drop.

従来にあっては、キャビテーション壊食に対して、羽根車の交換が行われていた。これに対して、最近では羽根車に耐久皮膜材等を溶射し、羽根車の寿命延長が試されている。この耐久皮膜材溶射は試験的であり効果については不明であり、キャビテーション壊食をゼロにすることはできないという問題点がある。 In the past, the impeller was replaced for cavitation erosion. On the other hand, recently, it has been tried to extend the life of the impeller by spraying a durable coating material on the impeller. This durable coating material thermal spraying is a test and its effect is unknown, and there is a problem that cavitation erosion cannot be reduced to zero.

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、羽根車の外形形状を変更する設計を必要とせず、きわめて簡易な手段によって、羽根車の羽根入口部におけるキャビテーションの発生を抑制または防止することができる両吸込ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses or prevents the occurrence of cavitation at the blade inlet portion of an impeller by a very simple means without requiring a design for changing the outer shape of the impeller. The object is to provide a double suction pump capable of

上述の目的を達成するため、本発明の両吸込ポンプは、ケーシング内に配置された両吸込羽根車と、該両吸込羽根車を回転駆動する主軸とを備えた両吸込ポンプにおいて、前記両吸込羽根車は、中心部に主軸が連結されるボス部を有した円板状の主板と、該主板の両側面にそれぞれ配列され径方向に弧状に延びる複数の羽根とを備え、前記主板は、前記ボス部の内部に形成された環状空間と、前記主板の外周縁から前記環状空間まで半径方向に延びる半径方向貫通孔と、前記主板の両側面から前記環状空間まで軸方向に延びる貫通孔であって前記各羽根の入口部の負圧面に沿って形成されている複数の軸方向貫通孔とを備え、前記両吸込羽根車で昇圧された液体の一部を前記半径方向貫通孔、前記環状空間および前記軸方向貫通孔を介して羽根車の吸込側に戻すようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the double suction pump of the present invention is a double suction pump provided with a double suction impeller arranged in a casing, and a main shaft for rotationally driving the double suction impeller. The impeller includes a disc-shaped main plate having a boss portion to which a main shaft is connected in a central portion, and a plurality of blades arranged on both side surfaces of the main plate and extending in an arc shape in a radial direction. An annular space formed inside the boss portion, a radial through hole extending radially from the outer peripheral edge of the main plate to the annular space, and a through hole extending axially from both side surfaces of the main plate to the annular space. And a plurality of axial through holes formed along the negative pressure surface of the inlet portion of each blade, and a part of the liquid pressurized by the suction impellers is provided in the radial through hole, the annular It is characterized in that it is returned to the suction side of the impeller through the space and the axial through hole.

本発明の好ましい態様は、前記複数の軸方向貫通孔の１つは、前記各羽根の入口に接するか又は近接して設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記各羽根の入口は、前記主板の中心を中心とする直径Ｄ１の円上に位置し、前記各羽根の入口に接するか又は近接して設けられている前記軸方向貫通孔は、貫通孔の直径をｄとすると、前記主板の中心を中心とする直径Ｄ２＝（Ｄ１−ｄ）〜（Ｄ１−２．４ｄ）の円上に位置していることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, one of the plurality of axial through holes is provided so as to be in contact with or close to an inlet of each blade.
In a preferred aspect of the present invention, the inlet of each blade is located on a circle having a diameter D1 centered on the center of the main plate, and is in contact with or close to the inlet of each blade in the axial direction. The through hole is characterized by being located on a circle having a diameter D2=(D1-d) to (D1-2.4d) centered on the center of the main plate, where d is the diameter of the through hole. ..

本発明の好ましい態様は、前記各羽根の羽根入口部の負圧面に沿って形成されている前記複数の軸方向貫通孔は、前記主板の側面と負圧面との交線と、前記複数の軸方向貫通孔の中心を通る弧状の曲線との間隔ＬがＬ＝（０．５〜１．２）ｄに設定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記各羽根の羽根入口部の負圧面に沿って形成されている前記複数の軸方向貫通孔のうち、相隣接する軸方向貫通孔の中心間の距離Ｒは、Ｒ＝（２．５〜３）ｄに設定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記主板に対向して、該主板とともに前記複数の羽根を挟持する環状の側板を設け、該側板は中央部に吸込口を備えることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the plurality of axial through-holes formed along the negative pressure surface of the blade inlet portion of each of the blades include a line of intersection between the side surface of the main plate and the negative pressure surface, and the plurality of shafts. The distance L to the arc-shaped curve passing through the center of the directional through hole is set to L=(0.5 to 1.2)d.
In a preferred aspect of the present invention, the distance R between the centers of adjacent axial through holes of the plurality of axial through holes formed along the negative pressure surface of the blade inlet portion of each blade is R =(2.5 to 3)d.
In a preferred aspect of the present invention, an annular side plate that faces the main plate and holds the plurality of blades together with the main plate is provided, and the side plate is provided with a suction port in a central portion.

本発明によれば、両吸込羽根車の主板に、環状空間と、主板の外周縁から環状空間まで延びる半径方向貫通孔と、各羽根の入口部の負圧面に沿って複数の軸方向貫通孔とを形成するだけで、羽根入口部におけるキャビティ（気泡）の発生を抑制または防止することができる。したがって、以下に列挙する効果を奏する。
１）羽根車の外形形状を変更する設計を必要とせず、貫通孔を設けるだけというきわめて簡易な手段によって、羽根車の羽根入口部におけるキャビテーションの発生を抑制または防止することができる。
２）キャビテーション壊食による羽根車の損傷を軽減し、羽根車の長寿命化を達成できる。
３）キャビティの発生を抑制又は防止することにより、羽根入口部にはキャビティの成長による空洞部が無くなり、円滑な液体の流れが可能となり、吸込性能を向上させることができる。
４）低ＮＰＳＨに適した羽根車の開発および設計に有効な手段となる。
５）なお、両吸込羽根車は、主板のボス部の内部に軽量化を図る等の理由から環状空間を形成している場合が多いため、この元からある環状空間を利用すればよい。 According to the present invention, in the main plate of both suction impellers, an annular space, a radial through hole extending from the outer peripheral edge of the main plate to the annular space, and a plurality of axial through holes along the suction surface of the inlet portion of each blade. It is possible to suppress or prevent the generation of cavities (air bubbles) at the blade inlet portion only by forming and. Therefore, the effects listed below are achieved.
1) It is possible to suppress or prevent the occurrence of cavitation at the blade inlet portion of the impeller by simply providing a through hole without requiring a design for changing the outer shape of the impeller.
2) Damage to the impeller due to cavitation erosion can be reduced, and a longer life of the impeller can be achieved.
3) By suppressing or preventing the generation of the cavities, the cavities due to the growth of the cavities are eliminated at the blade inlets, the smooth liquid flow is possible, and the suction performance can be improved.
4) It is an effective means for developing and designing an impeller suitable for low NPSH.
5) In many suction impellers, an annular space is often formed inside the boss portion of the main plate for the purpose of reducing the weight, and therefore the original annular space may be used.

図１は、本発明の両吸込ポンプの一実施形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of the double suction pump of the present invention. 図２は、図１に示す両吸込ポンプの両吸込羽根車の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a double suction impeller of the double suction pump shown in FIG. 1. 図３は、両吸込羽根車を吸込側から見た図であり、一方の側板を除去して主板上に配置された数枚の羽根と他方の側板とを示す正面図である。FIG. 3 is a view of both suction impellers viewed from the suction side, and is a front view showing several blades arranged on the main plate with one side plate removed and the other side plate. 図４は、図３の要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.

以下、本発明に係る両吸込ポンプの実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図４において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明の両吸込ポンプの一実施形態を示す縦断面図である。図１に示すように、両吸込ポンプは、ケーシング１と、ケーシング１内に配置された両吸込羽根車２と、両吸込羽根車２を回転駆動する主軸３とを備えている。両吸込ポンプはバレル１０内に設置されている。ケーシング１には、上ベルマウス４と下ベルマウス５とが固定されている。両吸込羽根車２は、軸方向から液体を吸い込み半径方向に吐き出す遠心羽根車を背面対向させた形状になっている。両吸込羽根車２は、中央にある円板状の主板（仕切り板）２１と、主板２１の左右に配設された環状の側板２２，２２と、主板２１の両側面にそれぞれ配列された数枚の螺旋状の羽根２３とを備えたクローズド形の両吸込羽根車から構成されている。前記数枚の螺旋状の羽根２３は、主板２１と各側板２２とに挟持されている。 Hereinafter, an embodiment of a double suction pump according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 to 4, the same or corresponding components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of the double suction pump of the present invention. As shown in FIG. 1, the double suction pump includes a casing 1, a double suction impeller 2 disposed in the casing 1, and a main shaft 3 that rotationally drives the double suction impeller 2. Both suction pumps are installed in the barrel 10. An upper bell mouth 4 and a lower bell mouth 5 are fixed to the casing 1. Both suction impellers 2 are shaped such that centrifugal impellers that suck liquid in from the axial direction and discharge it in the radial direction are opposed to each other on the back side. Both suction impellers 2 have a disk-shaped main plate (partition plate) 21 at the center, annular side plates 22 and 22 arranged on the left and right sides of the main plate 21, and the numbers arranged on both side surfaces of the main plate 21, respectively. It is composed of a closed-type double suction impeller provided with a spiral blade 23. The several spiral blades 23 are sandwiched between the main plate 21 and each side plate 22.

両吸込羽根車２の主板２１の中央部には、左右対称の肉厚部からなるボス部２１ａが形成されており、このボス部２１ａがキー３１により主軸３に固定されることにより、両吸込羽根車２が主軸３に固定されている。主軸３は上下の軸受ユニット３２，３３により支持されている。両吸込羽根車２の各側板２２の中央部には、前方に突出する円筒状の吸込部２２ａが形成されており、この吸込部２２ａの内部が吸込口２２ｓになっている。各側板２２の吸込部２２ａの外周側には、ライナーリング２５が配置されている。主板２１の両側面に配列された各羽根２３は、側板側においては吸込部２２ａの前端部近傍から側板２２の外周端まで、および主板側においては径方向中間部位から主板２１の外周縁を越えて径方向に螺旋状（又は弧状）に延びている。主板２１のボス部２１ａの中央部には、環状空間２１Ｓが形成されている。主板２１には、主板２１の両側面から環状空間２１Ｓまで軸方向に延びる複数の軸方向貫通孔２１ａｈが形成されている。複数の軸方向貫通孔２１ａｈは、羽根２３の半径方向内端（すなわち羽根入口）の近傍から羽根２３に沿って径方向に所定の範囲まで間隔をおいて形成されている。したがって、環状空間２１Ｓは軸方向貫通孔２１ａｈを介して両吸込羽根車２の各吸込側に連通している。また、主板２１には、主板２１の外周縁から環状空間２１Ｓまで半径方向に延びる複数の半径方向貫通孔２１ｒｈが形成されている。 At the center of the main plate 21 of both suction impellers 2, a boss portion 21a consisting of a symmetrical thick wall portion is formed, and by fixing this boss portion 21a to the main shaft 3 with a key 31, both suction portions are The impeller 2 is fixed to the main shaft 3. The main shaft 3 is supported by upper and lower bearing units 32 and 33. A cylindrical suction portion 22a protruding forward is formed in the center of each side plate 22 of both suction impellers 2, and the inside of this suction portion 22a serves as a suction port 22s. A liner ring 25 is arranged on the outer peripheral side of the suction portion 22a of each side plate 22. The blades 23 arranged on both side surfaces of the main plate 21 cross the outer peripheral edge of the main plate 21 from the vicinity of the front end of the suction portion 22a to the outer peripheral end of the side plate 22 on the side plate side and from the radially intermediate portion on the main plate side. And extends spirally (or arc) in the radial direction. An annular space 21S is formed in the center of the boss portion 21a of the main plate 21. The main plate 21 is formed with a plurality of axial through holes 21ah extending in the axial direction from both side surfaces of the main plate 21 to the annular space 21S. The plurality of axial through holes 21ah are formed at intervals in the radial direction along the blade 23 from the vicinity of the radial inner end of the blade 23 (that is, the blade inlet). Therefore, the annular space 21S communicates with each suction side of both suction impellers 2 through the axial through hole 21ah. Further, the main plate 21 is formed with a plurality of radial through holes 21rh extending in the radial direction from the outer peripheral edge of the main plate 21 to the annular space 21S.

図２は、図１に示す両吸込ポンプの両吸込羽根車２の拡大断面図である。図２に示すように、両吸込羽根車２は、中央にある円板状の主板（仕切り板）２１と、主板２１の左右に配設された環状の側板２２，２２と、主板２１の両側面にそれぞれ配列された数枚の螺旋状の羽根２３とを備えたクローズド形の両吸込羽根車から構成されている。前記数枚の螺旋状の羽根２３は、主板２１と各側板２２とに挟持されている。主板２１の両側面に配列された各羽根２３は、側板側においては吸込部２２ａの前端部近傍から側板２２の外周端まで、および主板側においては主板２１の径方向中間部位から主板２１の外周縁を越えて径方向に螺旋状（又は弧状）に延びている。主板２１のボス部２１ａの中央部には、環状空間（中空部）２１Ｓが形成されている。主板２１には、主板２１の両側面から環状空間２１Ｓまで軸方向に延びる複数の軸方向貫通孔２１ａｈが形成されている。複数の軸方向貫通孔２１ａｈは、羽根２３の半径方向内端（すなわち羽根入口）の近傍から羽根２３に沿って径方向に所定の範囲まで間隔をおいて形成されている（後述する）。したがって、環状空間２１Ｓは軸方向貫通孔２１ａｈを介して両吸込羽根車２の各吸込側に連通している。また、主板２１には、主板２１の外周縁から環状空間２１Ｓまで半径方向に延びる複数の半径方向貫通孔２１ｒｈが形成されている。 FIG. 2 is an enlarged sectional view of the double suction impeller 2 of the double suction pump shown in FIG. As shown in FIG. 2, the double suction impeller 2 includes a disc-shaped main plate (partition plate) 21 in the center, annular side plates 22 and 22 arranged on the left and right sides of the main plate 21, and both sides of the main plate 21. It is composed of a closed-type double suction impeller provided with several spiral blades 23 respectively arranged on the surface. The several spiral blades 23 are sandwiched between the main plate 21 and each side plate 22. The blades 23 arranged on both side surfaces of the main plate 21 extend from the vicinity of the front end of the suction portion 22a to the outer peripheral end of the side plate 22 on the side plate side and from the radial intermediate portion of the main plate 21 to the outside of the main plate 21 on the main plate side. It extends spirally (or arcuately) in the radial direction beyond the peripheral edge. An annular space (hollow portion) 21S is formed in the central portion of the boss portion 21a of the main plate 21. The main plate 21 is formed with a plurality of axial through holes 21ah extending in the axial direction from both side surfaces of the main plate 21 to the annular space 21S. The plurality of axial through holes 21ah are formed at intervals in the radial direction along the blade 23 from the vicinity of the radially inner end of the blade 23 (that is, the blade inlet) (described later). Therefore, the annular space 21S communicates with each suction side of both suction impellers 2 through the axial through hole 21ah. Further, the main plate 21 is formed with a plurality of radial through holes 21rh extending in the radial direction from the outer peripheral edge of the main plate 21 to the annular space 21S.

図３は、両吸込羽根車２を吸込側から見た図であり、一方の側板２２を除去して主板２１上に配置された数枚の羽根２３と他方の側板２２とを示す正面図である。図４は、図３の要部拡大図である。両吸込羽根車２においては、主板２１の一側面に配置された数枚の羽根２３と、主板２１の他側面に配置された数枚の羽根２３とは鏡面対称になっているため、主板２１の一側面側の構成のみについて説明する。
図３に示すように、主板２１上には、数枚の羽根２３が固定されている。羽根２３は円周方向に等ピッチで配置され、図示例では羽根２３の枚数は６枚に設定されている。図３において、両吸込羽根車２の回転方向は時計方向であり、回転の向きに対して羽根２３の前面の圧力が後面の圧力よりも高くなり、圧力の高い羽根前面が圧力面ＰＳ、圧力の低い羽根後面が負圧面ＳＳである。各羽根２３は主板２１の径方向中間部位から主板２１の外周縁を越えて側板２２の外周縁まで弧状に湾曲して延びている。 FIG. 3 is a view of the both suction impellers 2 as seen from the suction side, and is a front view showing several blades 23 arranged on the main plate 21 with one side plate 22 removed and the other side plate 22. is there. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. In both suction impellers 2, the number of blades 23 arranged on one side surface of the main plate 21 and the number of blades 23 arranged on the other side surface of the main plate 21 are mirror-symmetrical. Only the configuration on the one side surface will be described.
As shown in FIG. 3, several blades 23 are fixed on the main plate 21. The blades 23 are arranged at equal pitches in the circumferential direction, and the number of blades 23 is set to 6 in the illustrated example. In FIG. 3, the rotation direction of both suction impellers 2 is clockwise, and the pressure on the front surface of the blade 23 becomes higher than the pressure on the rear surface with respect to the direction of rotation, and the front surface of the blade having high pressure has the pressure surface PS and the pressure. The rear surface of the blade having a low value is the suction surface SS. Each blade 23 extends in an arc shape from the radially intermediate portion of the main plate 21 beyond the outer peripheral edge of the main plate 21 to the outer peripheral edge of the side plate 22.

図３および図４に示すように、各羽根２３の径方向内端（すなわち羽根入口）は、主板２１の中心（すなわち両吸込羽根車２の中心）Ｏを中心とする直径Ｄ１の円上に位置している。Ｄ１は羽根車の大きさによって決まるので、以下の各寸法（ｄ、Ｄ２、Ｌ）をＤ１を用いて表す。主板２１の一側面から環状空間２１Ｓまで軸方向に延びる複数（図示例では３個）の軸方向貫通孔２１ａｈは、各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って所定の間隔をおいて形成されている。各軸方向貫通孔２１ａｈの直径ｄは、ｄ＝（０．０３〜０．０６）×Ｄ１に設定されている。各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って形成されている複数の軸方向貫通孔２１ａｈは、負圧面ＳＳから、正確には主板２１の上面と負圧面ＳＳとの交線から所定間隔をおいた位置にある。すなわち、負圧面ＳＳ、正確には主板２１の上面と負圧面ＳＳとの交線と、複数の軸方向貫通孔２１ａｈの中心を通る弧状の曲線との間隔Ｌは、Ｌ＝（０．５〜１．２）ｄに設定されている。各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って形成されている複数の軸方向貫通孔２１ａｈのうち、最内側の軸方向貫通孔２１ａｈは、羽根入口２３ｉに接するか又は近接して設けられており、主板２１の中心Ｏを中心とする直径Ｄ２＝（Ｄ１−ｄ）〜（Ｄ１−２．４ｄ）の円上に位置している。最内側の軸方向貫通孔２１ａｈの中心と中間位置の軸方向貫通孔２１ａｈの中心との間の距離Ｒおよび中間位置の軸方向貫通孔２１ａｈの中心と最外側の軸方向貫通孔２１ａｈの中心との間の距離Ｒは、Ｒ＝（２．５〜３）ｄに設定されている。また、主板２１には、主板２１の外周縁から環状空間２１Ｓまで半径方向に延びる複数（図示例では６個）の半径方向貫通孔２１ｒｈが円周方向に等間隔で形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the radially inner end of each blade 23 (that is, the blade inlet) is on a circle having a diameter D1 centered on the center O of the main plate 21 (that is, the center of both suction impellers 2). positioned. Since D1 is determined by the size of the impeller, the following dimensions (d, D2, L) will be expressed using D1. A plurality of (three in the illustrated example) axial through holes 21ah extending in the axial direction from one side surface of the main plate 21 to the annular space 21S are arranged at predetermined intervals along the negative pressure surface SS of the blade inlet portion of each blade 23. Has been formed. The diameter d of each axial through hole 21ah is set to d=(0.03 to 0.06)×D1. The plurality of axial through-holes 21ah formed along the suction surface SS of the blade inlet portion of each blade 23 are separated from the suction surface SS, to be precise, from a line of intersection between the upper surface of the main plate 21 and the suction surface SS at predetermined intervals. It is in the closed position. That is, the interval L between the negative pressure surface SS, more precisely, the line of intersection between the upper surface of the main plate 21 and the negative pressure surface SS, and the arc-shaped curve passing through the centers of the plurality of axial through holes 21ah is L=(0.5 to 1.2) d is set. Among the plurality of axial through holes 21ah formed along the negative pressure surface SS of the blade inlet of each blade 23, the innermost axial through hole 21ah is provided in contact with or close to the blade inlet 23i. It is located on a circle centered on the center O of the main plate 21 and having a diameter D2=(D1-d) to (D1-2.4d). The distance R between the center of the innermost axial through hole 21ah and the center of the intermediate axial through hole 21ah, and the center of the intermediate axial through hole 21ah and the outermost axial through hole 21ah. The distance R between them is set to R=(2.5-3)d. Further, in the main plate 21, a plurality (six in the illustrated example) of radial through holes 21rh extending in the radial direction from the outer peripheral edge of the main plate 21 to the annular space 21S are formed at equal intervals in the circumferential direction.

次に、図１乃至図４に示すように構成された遠心ポンプの作用を説明する。
モータ等の駆動機によって主軸３および両吸込羽根車２が回転駆動されると、液体は上下ベルマウス４，５から吸い込まれ、両吸込羽根車２の両側にある吸込口２２ｓからそれぞれ羽根入口部に流入し、液体は羽根車の遠心力により複数の羽根２３，２３間の流路を内側から外側に流れ、両吸込羽根車２の外周縁より外側に吐出される。両吸込羽根車２から吐出された液体は、ケーシング１内の吐出流路１ｄを介して上方にある吐出口（図示せず）から外部へ吐出される。 Next, the operation of the centrifugal pump configured as shown in FIGS. 1 to 4 will be described.
When the main shaft 3 and both suction impellers 2 are rotationally driven by a driving machine such as a motor, liquid is sucked from the upper and lower bell mouths 4 and 5, and the suction ports 22s on both sides of both suction impellers 2 respectively impinge on the blade inlet portions. , The liquid flows from the inside to the outside in the flow path between the plurality of blades 23 by the centrifugal force of the impeller, and is discharged to the outside from the outer peripheral edge of both suction impellers 2. The liquid discharged from both suction impellers 2 is discharged to the outside from a discharge port (not shown) located above via a discharge flow path 1d in the casing 1.

両吸込羽根車２で昇圧された液体の一部は、主板２１に形成された複数の半径方向貫通孔２１ｒｈを通って環状空間２１Ｓに流れ込む。環状空間２１Ｓに流入した液体は、両吸込羽根車２の主板２１に形成された軸方向貫通孔２１ａｈを通って両吸込羽根車２の吸込側に戻る。このように、主板２１に形成された複数の半径方向貫通孔２１ｒｈは、両吸込羽根車２で昇圧された液体の一部を環状空間２１Ｓに導入する圧力液導入孔として機能する。そして、環状空間２１Ｓ内の圧力は、両吸込羽根車２の吸込側の液体に比べて高圧であり、すなわち環状空間２１Ｓは両吸込羽根車２によって昇圧された高圧の液体を収容する圧力室を構成している。 A part of the liquid whose pressure is increased by the both suction impellers 2 flows into the annular space 21S through the plurality of radial through holes 21rh formed in the main plate 21. The liquid that has flowed into the annular space 21S returns to the suction side of both suction impellers 2 through the axial through holes 21ah formed in the main plate 21 of both suction impellers 2. As described above, the plurality of radial through holes 21rh formed in the main plate 21 function as pressure liquid introduction holes for introducing a part of the liquid pressurized by the suction impellers 2 into the annular space 21S. The pressure in the annular space 21S is higher than that of the liquid on the suction side of the two suction impellers 2, that is, the annular space 21S is a pressure chamber that contains the high-pressure liquid boosted by the two suction impellers 2. I am configuring.

各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って形成されている複数の軸方向貫通孔２１ａｈのうち、最内側の軸方向貫通孔２１ａｈは、羽根入口２３ｉに接するか又は近接して設けられ、最内側の軸方向貫通孔２１ａｈより半径方向外側の他の軸方向貫通孔２１ａｈも負圧面ＳＳに接するか又は近接して設けられている。したがって、圧力室２１Ｓ内の所定圧力を持った高圧の液体は、複数の軸方向貫通孔２１ａｈを通って各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って噴出する。 Among the plurality of axial through holes 21ah formed along the negative pressure surface SS of the blade inlet of each blade 23, the innermost axial through hole 21ah is provided in contact with or close to the blade inlet 23i. Another axial through hole 21ah radially outside the innermost axial through hole 21ah is also provided in contact with or close to the suction surface SS. Therefore, the high-pressure liquid having the predetermined pressure in the pressure chamber 21S is ejected along the negative pressure surface SS of the blade inlet portion of each blade 23 through the plurality of axial through holes 21ah.

上述したように、各羽根２３の羽根入口部の負圧面ＳＳは、最も液体の圧力が低下しやすい箇所の一つであってキャビティ（気泡）が発生しやすい箇所であるが、この羽根入口部の負圧面ＳＳに沿って両吸込羽根車２により昇圧された高圧の液体を噴出することにより、羽根入口部の負圧面ＳＳ近傍にある液体の圧力を上昇させることができるため、羽根入口部の負圧面ＳＳにおけるキャビティ（気泡）の発生を抑制または防止することができる。このように羽根入口部の負圧面ＳＳにおいてキャビティの発生を抑えることにより、羽根入口部にはキャビティ成長による空洞部が形成されることがなく、円滑な液体の流れが可能となり、キャビテーション壊食を抑制することにより羽根車の寿命延長が可能となる。また、吸込性能を向上させることができるから、低ＮＰＳＨ（Net Positive Suction Head）に適した羽根車の開発および設計に有効な構成である。 As described above, the negative pressure surface SS of the blade entrance portion of each blade 23 is one of the locations where the liquid pressure is most likely to drop and the cavity (bubble) is likely to occur. By injecting the high-pressure liquid pressurized by both suction impellers 2 along the negative pressure surface SS of, the pressure of the liquid in the vicinity of the negative pressure surface SS of the blade inlet portion can be increased, so that the blade inlet portion It is possible to suppress or prevent the generation of cavities (air bubbles) on the negative pressure surface SS. In this way, by suppressing the generation of cavities on the negative pressure surface SS of the blade entrance, a smooth liquid flow is possible without forming a cavity due to cavity growth at the blade entrance, and cavitation erosion is prevented. By suppressing it, the life of the impeller can be extended. Further, since the suction performance can be improved, it is an effective configuration for developing and designing an impeller suitable for low NPSH (Net Positive Suction Head).

図１乃至図４に示す実施形態においては、クローズド形の両吸込羽根車の場合を例示したが、側板のないオープン形の両吸込羽根車であってもよい。 In the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, a closed type double suction impeller is illustrated, but an open type double suction impeller without a side plate may be used.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above-described embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but should be the broadest scope according to the technical idea defined by the claims.

１ケーシング
２両吸込羽根車
３主軸
４上ベルマウス
５下ベルマウス
１０バレル
２１主板
２１ａボス部
２１ａｈ軸方向貫通孔
２１ｒｈ半径方向貫通孔
２１Ｓ環状空間（圧力室）
２２側板
２２ａ吸込部
２２ｓ吸込口
２３羽根
２３ｉ羽根入口
２５ライナーリング
３１キー
３２，３３軸受ユニット
ＰＳ圧力面
ＳＳ負圧面 1 Casing 2 Double Suction Impeller 3 Main Spindle 4 Upper Bell Mouth 5 Lower Bell Mouth 10 Barrel 21 Main Plate 21a Boss 21ah Axial Through Hole 21rh Radial Through Hole 21S Annular Space (Pressure Chamber)
22 Side plate 22a Suction part 22s Suction port 23 Blade 23i Blade inlet 25 Liner ring 31 Key 32, 33 Bearing unit PS Pressure surface SS Negative pressure surface

Claims

In a double suction pump provided with a double suction impeller arranged in a casing and a main shaft for rotationally driving the double suction impeller,
The both suction impeller includes a disk-shaped main plate having a boss portion to which a main shaft is connected in a central portion, and a plurality of blades arranged on both side surfaces of the main plate and extending in an arc shape in a radial direction,
The main plate has an annular space formed inside the boss portion, a radial through hole that extends radially from the outer peripheral edge of the main plate to the annular space, and an axial direction from both side surfaces of the main plate to the annular space. A plurality of axial through holes that are formed along the negative pressure surface of the inlet of each blade and that extend partially through the liquid pressurized by the suction impellers in the radial direction. A double suction pump characterized in that the suction pump is returned to the suction side of the impeller through a hole, the annular space and the axial through hole.

The double suction pump according to claim 1, wherein one of the plurality of axial through holes is provided in contact with or close to an inlet of each blade.

The inlet of each blade is located on a circle having a diameter D1 centered on the center of the main plate, and the axial through hole provided in contact with or close to the inlet of each blade is a through hole. The double suction according to claim 2, wherein when the diameter is d, it is located on a circle having a diameter D2=(D1-d) to (D1-2.4d) centered on the center of the main plate. pump.

The plurality of axial through holes formed along the negative pressure surface of the blade inlet portion of each of the blades pass through the intersection of the side surface of the main plate and the negative pressure surface and the center of the plurality of axial through holes. The double-suction pump according to claim 3, wherein a distance L from the arc-shaped curve is set to L=(0.5 to 1.2)d.

Of the plurality of axial through holes formed along the negative pressure surface of the blade inlet portion of each blade, the distance R between the centers of adjacent axial through holes is R=(2.5 to 3). )D is set, The double suction pump of Claim 3 characterized by the above-mentioned.

The annular side plate that sandwiches the plurality of blades together with the main plate is provided so as to face the main plate, and the side plate has a suction port at a central portion thereof. Both suction pumps.